Koja je razlika između izmjenične i istosmjerne struje

U današnjem svijetu električna energija je najvažnija uz kisik u čovjeku. Kada je izumljena električna energija tijekom godina su se dogodile mnoge promjene. Tamni se planet pretvorio u planet svjetlosti. Zapravo je to učinilo život tako jednostavnim u svim okolnostima. Svi uređaji, industrije, uredi, kuće, tehnologija, računala rade na struju. Ovdje će energija biti u dva oblika, t.j. izmjenična struja (izmjenična) i istosmjerna struja (istosmjerna) . U vezi s tim strujama i razlikom između izmjeničnog i istosmjernog napona bit će detaljno raspravljeno, njegova osnovna funkcija i upotreba. Njegova se svojstva također raspravljaju u tabličnom stupcu.

Razlika između izmjeničnog i istosmjernog napona

Protok električne energije može se izvršiti na dva načina poput izmjenične (izmjenična struja) i istosmjerne (istosmjerna struja). Električna energija se može definirati kao protok elektrona kroz vodič poput žice. Glavna razlika između AC i DC uglavnom leži u smjeru u kojem opskrbljuju elektroni. U istosmjernoj struji protok elektrona bit će u jednom smjeru, a u izmjeničnoj struji protok elektrona će promijeniti svoje smjerove poput odlaska naprijed i povratka. Razlika između izmjeničnog i istosmjernog napona uglavnom uključuje sljedeće

Razlika između izmjeničnog i istosmjernog napona

Izmjenična struja (izmjenična struja)

Izmjenična struja definira se kao protok naboja koji povremeno mijenja smjer. Dobiveni rezultat bit će, razina napona također se obrće zajedno sa strujom. U osnovi se izmjenični napon koristi za napajanje industrija, kuća, uredskih zgrada itd.

Izvor izmjenične struje

Proizvodnja AC

AC se proizvodi pomoću alternatora. Dizajniran je za proizvodnju izmjenične struje. Unutar magnetskog polja zavrti se žica od koje će inducirana struja teći duž žice. Ovdje rotacija žice može doći iz bilo kojeg sredstva, tj. Iz parne turbine, vode koja teče, vjetroturbine i tako dalje. To je zato što se žica vrti i povremeno ulazi u različit magnetski polaritet, struja i napon se izmjenjuju u žici.

Proizvodnja alternativne struje

Iz toga proizvedena struja može biti od mnogih valnih oblika poput sinusa, kvadrata i trokuta. Ali u većini slučajeva preferira se sinusni val, jer ga je lako generirati, a proračuni se mogu izvoditi s lakoćom. Međutim, ostatak vala zahtijeva dodatni uređaj da ih pretvori u odgovarajuće valne oblike ili oblik opreme mora biti promijenjen, a izračuni će biti preteški. Opis valnog oblika Sine razmotren je u nastavku.

Opisujući sinusni val

Općenito, AC oblik vala može se lako razumjeti uz pomoć matematičkih pojmova. Za ovaj sinusni val potrebne su tri stvari amplituda, faza i frekvencija.

Gledajući samo napon, sinusni val se može opisati kao dolje navedena matematička funkcija:

V (t) = V_StrGrijeh (2πft + Ø)

V (t): To je funkcija vremena napona. To znači da se s vremenom mijenja i naš napon. U gornjoj jednadžbi pojam koji je desno od znaka jednakosti opisuje kako se napon mijenja tijekom vremena.

VP: To je amplituda. To navodi koliko je maksimalan napon sinusni val mogao doseći u bilo kojem smjeru, tj. -VP volti, + VP volti, ili negdje između.

Funkcija sin () navodi da će napon biti u obliku periodičnog sinusnog vala i djelovat će kao glatko osciliranje pri 0V.

Ovdje je 2π konstantno. Pretvara frekvenciju iz ciklusa u hercima u kutnu frekvenciju u radijanima u sekundi.

Ovdje f opisuje frekvenciju sinusnog vala. To će biti u obliku jedinica u sekundi ili herca. Frekvencija govori koliko se puta određeni valni oblik dogodi u jednoj sekundi.

Ovdje je t ovisna varijabla. Mjeri se u sekundama. Kada vrijeme varira, valni oblik također varira.

Φ opisuje fazu sinusnog vala. Faza se definira kao pomicanje valnog oblika s obzirom na vrijeme. Mjeri se u stupnjevima. Periodična priroda sinusnog vala pomiče se za 360 ° i postaje isti valni oblik kad se pomiče za 0 °.

Za gornju formulu dodaju se vrijednosti aplikacije u stvarnom vremenu uzimajući Sjedinjene Države kao referencu

Prosječni kvadrat korijena (RMS) još je jedan mali koncept koji pomaže u izračunavanju električne snage.

V (t) = 170 grijeha (2π60t)

Primjene AC

• Kućne i uredske utičnice koriste se AC.
• Generiranje i prijenos izmjenične struje na velike udaljenosti je jednostavan.
• Manje energije se gubi u prijenos električne energije za visoke napone (> 110kV).
• Viši naponi podrazumijevaju niže struje, a za niže struje u dalekovodu se stvara manje topline, što je očito zbog malog otpora.
• AC se lako može pretvoriti iz visokog napona u niski i obrnuto uz pomoć transformatora.
• Izmjenična struja elektromotori .
• Također je korisno za mnoge velike uređaje poput hladnjaka, perilica posuđa itd.
• Istosmjerna struja

Istosmjerna struja (istosmjerna struja) je kretanje nosača električnog naboja, tj. Elektrona u jednosmjernom toku. U istosmjernoj struji intenzitet struje varirat će s vremenom, ali smjer kretanja ostaje cijelo vrijeme isti. Ovdje se istosmjerni tok naziva naponom čija se polarnost nikada ne mijenja.

Istosmjerni izvor

U istosmjernom krugu elektroni izlaze iz minus ili negativnog pola i kreću se prema plus ili pozitivnom polu. Neki od fizičara definiraju istosmjerni tok dok putuje od plusa do minusa.

Istosmjerni izvor

Općenito, osnovni izvor istosmjerne struje proizvode baterije, elektrokemijske i fotonaponske ćelije. Ali AC je najpoželjniji u cijelom svijetu. U ovom se scenariju AC može pretvoriti u DC. To će se dogoditi u više koraka. U početku je napajanje se sastoji od transformator, koji se kasnije pomoću ispravljača pretvorio u istosmjernu struju. Sprječava strujanje struje iz okretanja, a filtar se koristi za uklanjanje pulsiranja struje na izlazu ispravljača. To je fenomen kako se AC pretvara u DC

Primjer punjenja baterije

Međutim, da bi sav elektronički i računalni hardver mogao funkcionirati, potreban im je DC. Većina SSD opreme zahtijeva raspon napona između 1,5 i 13,5 volti. Trenutni se zahtjevi razlikuju u skladu s uređajima koji se koriste. Primjerice, raspon od praktički nule za elektronički ručni sat do više od 100 ampera za pojačalo snage radiokomunikacija. Oprema koja koristi radio ili emitirani odašiljač ili televiziju ili CRT (katodna cijev) zaslon ili vakuumske cijevi zahtijeva od oko 150 volta do nekoliko tisuća volta istosmjerne struje.

Primjer punjenja baterije

Glavna razlika između izmjeničnog i istosmjernog napona je rasprava u sljedećoj usporednoj tablici

Ključne razlike izmjenične struje (izmjenične struje) protiv istosmjerne (istosmjerne)

Ključne razlike između AC i DC uključuju sljedeće.

• Smjer strujanja promijenit će se u normalnom vremenskom intervalu, tada je ova vrsta struje poznata naizmjenična ili izmjenična struja, dok je istosmjerna struja jednosmjerna, jer teče samo u jednom smjeru.
• Protok nosača naboja u izmjeničnoj struji teći će okretanjem zavojnice unutar magnetskog polja, inače okretanjem magnetskog polja unutar nepokretne zavojnice. U DC će nosači naboja teći održavajući magnetizam stabilnim zajedno sa žicom.
• Frekvencija izmjeničnog napona kreće se od 50 herca do 60 herca na temelju državnog standarda, dok istosmjerna frekvencija uvijek ostaje nula.
• PF (faktor snage) izmjenične struje leži između 0 i 1, dok faktor istosmjerne snage uvijek ostaje jedan.
• Stvaranje izmjeničnog napona može se izvršiti pomoću alternatora, dok se istosmjerni tok može generirati putem baterije, ćelija i generatora.
• AC opterećenje je induktivno otporno, inače kapacitivno, dok je istosmjerno opterećenje uvijek u prirodi.
• Grafički prikaz izmjeničnog napona može se izvoditi kroz različite neravne valne oblike poput periodičnog, trokutastog, sinusnog, kvadratnog, zubaca itd., Dok je istosmjerni tok predstavljen ravnom crtom.
• Prijenos izmjenične struje može se izvršiti na velikoj udaljenosti kroz neke gubitke, dok istosmjerna struja prenosi s malim gubicima na izuzetno velike udaljenosti.
• Pretvorba izmjeničnog u istosmjerni može se izvršiti pomoću ispravljača, dok se pretvarač koristi za pretvorbu iz istosmjernog u izmjenični.
• Proizvodnja i prijenos izmjeničnog napona može se obaviti pomoću nekoliko podstanica, dok istosmjerni sustav koristi više podstanica.
• Primjene AC-a uključuju tvornice, kućanstva, industriju itd., Dok se istosmjerna struja koristi u bljeskalicama, elektroničkoj opremi, galvanizaciji, elektrolizi, hibridnim vozilima i prebacivanju namota polja u rotoru.
• DC je vrlo opasan u usporedbi s AC. U izmjeničnom toku, protok magnetske struje je velik i nizak u normalnom vremenskom intervalu, dok će u istosmjernoj vrijednosti magnituda također biti ista. Jednom kad se ljudsko tijelo šokira, AC će ući kao i izaći iz ljudskog tijela u normalnom vremenskom intervalu, dok će DC neprestano uznemirivati ​​ljudsko tijelo.

Koje su prednosti izmjeničnog napona nad istosmjernim?

Glavne prednosti AC u usporedbi s DC uključuju sljedeće.

• Izmjenična struja nije skupa i stvara je lako u usporedbi s istosmjernom strujom.
• Prostor izmjenične struje zatvoren više je od istosmjerne struje.
• Kod izmjenične struje gubitak snage je manji tijekom prijenosa u usporedbi s istosmjernom strujom.

Zašto se izmjenični napon bira preko istosmjernog napona?

Glavni razlozi za odabir izmjeničnog napona preko istosmjernog napona uglavnom uključuju sljedeće.
Gubitak energije tijekom odašiljanja izmjeničnog napona nizak je u usporedbi s istosmjernim naponom. Kad god je transformator na nekoj udaljenosti, instalacija je vrlo jednostavna. Prednost izmjeničnog napona je pojačavanje i smanjivanje napona prema potrebi.

Izvori AC i DC

Magnetsko polje blizu žice može na jedan način prouzrokovati protok elektrona kroz žicu, jer se oni odbijaju od negativnog dijela magneta i privlače u smjeru pozitivnog dijela. Na taj je način utvrđena snaga iz baterije što je prepoznato radom Thomasa Edisona. Generatori izmjenične struje polako su mijenjali sustav istosmjernih baterija u Edisonu, jer je AC vrlo osiguran za prijenos snage na velike udaljenosti radi stvaranja veće snage.

Znanstvenik, naime Nikola Tesla, koristio je rotacijski magnet umjesto da postupno primjenjuje magnetizam kroz žicu. Jednom kada je magnet nagnut u jednom smjeru, tada će elektroni teći u smjeru pozitiva, međutim kad god se smjer magneta okrene, tada će se i elektroni okrenuti.

Primjene AC i DC

AC se koristi u raspodjeli snage i uključuje brojne prednosti. To se može lako pretvoriti u druge napone uz pomoć transformatora jer transformatori ne koriste istosmjernu struju.

Pri visokom naponu, kad god se snaga prenese, bit će manje gubitaka. Na primjer, napajanje od 250 V nosi otpor od 1 Ω i snagu od 4 ampera. Budući da je snaga, vati jednaka voltima x amperima, pa snaga koja se prenosi može biti 1000 vata, dok je gubitak snage I2 x R = 16 vata.

AC se koristi za prijenos VN snage.

Ako naponski vod nosi snagu od 4 ampera, međutim ima 250 kV, on ima snagu od 4 ampera, ali gubitak snage je isti, međutim cijeli prijenosni sustav nosi 1 MW i 16 W, što je približno beznačajan gubitak.

Istosmjerna struja koristi se u baterijama, nekim elektroničkim i električnim uređajima i solarnim pločama.
Formule za izmjeničnu struju, napon, otpor i snagu

Formule izmjenične struje, napona, otpora i snage razmatrane su u nastavku.

Izmjenična struja

Formula za jednofazne izmjenične krugove je

I = P / (V * Cosθ) => I = (V / Z)

Formula za 3-fazne izmjenične krugove je

I = P / √3 * V * Cosθ

Izmjenični napon

Za jednofazne izmjenične krugove izmjenični napon iznosi

V = P / (I x Cosθ) = I / Z

Za trofazne izmjenične krugove izmjenični napon iznosi

Za priključak zvijezde, VL = √3 EPH, inače VL = √3 VPH

Za delta vezu, VL = VPH

AC otpor

U slučaju induktivnog opterećenja, Z = √ (R2 + XL2)

U slučaju kapacitivnog opterećenja, Z = √ (R2 + XC2)

U oba slučaja poput kapacitivnog i induktivnog Z = √ (R2 + (XL– XC) 2

Naizmjenična struja

Za jednofazne izmjenične krugove P = V * I * Cosθ

Aktivna snaga za trofazne izmjenične krugove

P = √3 * VL * IL * Cosθ

P = 3 * VPh * IPh * Cosθ

P = √ (S2 - Q2) = √ (VA2 - VAR2)

Jalova snaga

Q = V I * Sinθ

VAR = √ (VA2 - P2) i kVAR = √ (kVA2 - kW2)

Prividna snaga

S = √ (P + Q2)

kVA = √kW2 + kVAR2

Kompleksna snaga

S = V I

Za induktivno opterećenje, S = P + jQ

Za kapacitivno opterećenje, S = P - jQ

Formule za istosmjernu struju, napon, otpor i snagu

Formule za jednosmjernu struju, napon, otpor i snagu razmatrane su u nastavku.

Istosmjerna struja

Jednadžba jednosmjerne struje je I = V / R = P / V = ​​√P / R

Istosmjerni napon

Jednadžba istosmjernog napona je

V = I * R = P / I = √ (P x R)

Istosmjerni otpor

Jednadžba jednosmjernog otpora je R = V / I = P / I2 = V2 / P

Istosmjerna snaga

Jednadžba jednosmjerne snage je P = IV = I2R = V2 / R

Iz gornjih jednadžbi AC i DC, gdje

Iz gornjih jednadžbi, gdje

'Ja' je Trenutne mjere u A (amperima)

'V' je naponske mjere u V (volti)

'P' je Mjerenje snage u vatima (W)

‘R’ je mjere otpora u Ohm (Ω)

R / Z = Cosθ = PF (faktor snage)

‘Z’ je impedancija

‘IPh’ je fazna struja

‘IL’ je linijska struja

‘VPh’ je fazni napon

‘VL’ je mrežni napon

'XL' = 2πfL, je induktivna reaktancija, gdje je 'L' induktivnost unutar Henryja.

'XC' = 1 / 2πfC, je kapacitivna reaktansa, gdje je 'C' kapacitivnost unutar Farada.

Zašto koristimo AC u našim domovima?

Opskrba strujom koja se koristi u našim domovima je izmjenična, jer izmjeničnu struju možemo mijenjati vrlo jednostavno pomoću transformatora. Visoki napon doživljava izuzetno nizak gubitak energije u liniji ili kanalima dugog prijenosa, a napon se smanjuje kako bi se sigurno koristio kod kuće uz pomoć silaznog transformatora.

Gubitak snage unutar žice može se dati kao L = I2R

Gdje

‘L’ je gubitak snage

‘Ja’ je struja

‘R’ je otpor.

Prijenos snage može se dati kroz odnos poput P = V * I

Gdje

‘P’ je snaga

‘V’ je napon

Jednom kada se napon poveća tada će struja biti manja. Na ovaj način možemo prenositi jednaku snagu smanjenjem gubitka snage jer visoki napon pruža najizvrsnije performanse. Iz tog se razloga AC koristi u kućama umjesto istosmjerne struje.

Prijenos visokog napona također se može obaviti istosmjernom strujom, međutim, nije lako smanjiti napon za sigurnu upotrebu u kućama. Trenutno se za smanjenje istosmjernog napona koriste napredni istosmjerni pretvarači.

U ovom je članku detaljno objašnjena Koja je razlika između izmjeničnih i izmjeničnih struja. Nadam se da se svaka točka jasno razumije o izmjeničnoj, istosmjernoj struji, valnim oblicima, jednadžbi, razlikama AC i DC u tabličnim stupovima, zajedno sa njihovim svojstvima. Još uvijek nisam u stanju razumjeti nijednu temu u člancima ili za provedbu najnovijih električnih projekata , slobodno postavite pitanje u donjem polju za komentare. Evo pitanja za vas, koji je faktor snage izmjenične struje?

Foto bodovi:

• Sinusni valni oblik pjesmasofthecosmos
• RMS sinusni valni oblik doktronski
• Primjer punjenja baterije Washington